在微納加工過(guò)程中,薄膜的形成方法主要為物理沉積、化學(xué)沉積和混合方法沉積。蒸發(fā)沉積(熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā))和濺射沉積是典型的物理方法,主要用于沉積金屬單質(zhì)薄膜、合金薄膜、化合物等。熱蒸發(fā)是在高真空下,利用電阻加熱至材料的熔化溫度,使其蒸發(fā)至基底表面形成薄膜,而電子束蒸發(fā)為使用電子束加熱;磁控濺射在高真空,在電場(chǎng)的作用下,Ar氣被電離為Ar離子高能量轟擊靶材,使靶材發(fā)生濺射并沉積于基底;磁控濺射方法沉積的薄膜純度高、致密性好,熱蒸發(fā)主要用于沉積低熔點(diǎn)金屬薄膜或者厚膜;化學(xué)氣相沉積(CVD)是典型的化學(xué)方法而等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)是物理與化學(xué)相結(jié)合的混合方法,CVD和PECVD主要用于生長(zhǎng)氮化硅、氧化硅等介質(zhì)膜。微納制造技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用標(biāo)志著人類可以在微、納米尺度認(rèn)識(shí)和改造世界。福建刻蝕微納加工工藝
通過(guò)光刻技術(shù)制作出的微納結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步通過(guò)刻蝕或者鍍膜,才可獲得所需的結(jié)構(gòu)或元件。刻蝕技術(shù),是按照掩模圖形對(duì)襯底表面或表面覆蓋薄膜進(jìn)行選擇性腐蝕或剝離的技術(shù),可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕較普遍、也是成本較低的刻蝕方法,大部份的濕刻蝕液均是各向同性的,換言之,對(duì)刻蝕接觸點(diǎn)之任何方向腐蝕速度并無(wú)明顯差異。而干刻蝕采用的氣體,或轟擊質(zhì)量頗巨,或化學(xué)活性極高,均能達(dá)成刻蝕的目的。其較重要的優(yōu)點(diǎn)是能兼顧邊緣側(cè)向侵蝕現(xiàn)象極微與高刻蝕率兩種優(yōu)點(diǎn)。干法刻蝕能夠滿足亞微米/納米線寬制程技術(shù)的要求,且在微納加工技術(shù)中被大量使用。天津光電器件微納加工實(shí)驗(yàn)室微納檢測(cè)主要是表征檢測(cè):原子力顯微鏡、掃描電鏡、掃描顯微鏡、XRD、臺(tái)階儀等。
Mems加工工藝和微納加工大體上都是一樣的,只是表述不一樣而已,MEMS即是微機(jī)械電子系統(tǒng),大多時(shí)候等同于微納系統(tǒng)是根據(jù)產(chǎn)品需要,在各類襯底(硅襯底,玻璃襯底,石英襯底,藍(lán)寶石襯底等等)制作微米級(jí)微型結(jié)構(gòu)的加工工藝。微納傳感器加工工藝制作的微型結(jié)構(gòu)主要是作為各類傳感器和執(zhí)行器等,其中更加器件原理需要而制作的可動(dòng)結(jié)構(gòu)(齒輪,懸臂梁,空腔,橋結(jié)構(gòu)等等)以及各種功能材料,本質(zhì)上是將環(huán)境中的各種特征參數(shù)(溫度,壓力,氣體,流量等等)變化通過(guò)微型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為各種電信號(hào)(電壓,電阻,電流等等)的差異,以實(shí)現(xiàn)小型化高靈敏的傳感器和執(zhí)行器。
微納加工中,材料濕法腐蝕是一個(gè)常用的工藝方法。材料的濕法化學(xué)刻蝕,包括刻蝕劑到達(dá)材料表面和反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)表面的傳輸過(guò)程,也包括表面本身的反應(yīng)。半導(dǎo)體技術(shù)中的許多刻蝕工藝是在相當(dāng)緩慢并受速率控制的情況下進(jìn)行的,這是因?yàn)楦采w在表面上有一污染層。污染層厚度常有幾微米,如果化學(xué)反應(yīng)有氣體逸出,則此層就可能破裂。濕法刻蝕工藝常常有反應(yīng)物產(chǎn)生,這種產(chǎn)物受溶液的溶解速率的限制。為了使刻蝕速率提高,常常使溶液攪動(dòng),因?yàn)閿噭?dòng)增強(qiáng)了外擴(kuò)散效應(yīng)。多晶和非晶材料的刻蝕是各向異性的。然而,結(jié)晶材料的刻蝕可能是各向同性,也可能是各向異性的,它取決于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)。晶體材料的各向同性刻蝕常被稱作拋光刻蝕,因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生平滑的表面。各向異性刻蝕通常能顯示晶面,或使晶體產(chǎn)生缺陷。因此,可用于化學(xué)加工,也可作為結(jié)晶刻蝕劑。提高微納加工技術(shù)的加工能力和效率是未來(lái)微納結(jié)構(gòu)及器件研究的重點(diǎn)方向。
近年來(lái),激光技術(shù)的飛速發(fā)展使的激光蝕刻技術(shù)孕育而生,類似于激光直寫(xiě)技術(shù),激光蝕刻技術(shù)通過(guò)控制聚焦的高能短波/脈沖激光束直接在基材上燒蝕材料并“雕刻”出微細(xì)結(jié)構(gòu)。它不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)意義的薄膜蝕刻,而且可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)三維的微結(jié)構(gòu)制作。飛秒高峰值功率激光于有機(jī)聚合物的介質(zhì)的作用具有比較多科學(xué)上比較吸引人注目的特點(diǎn),其中,雙光子作用下的聚合作用已被成功運(yùn)用于三維納米結(jié)構(gòu)制作,可以制作出非常復(fù)雜、特殊的三維微細(xì)結(jié)構(gòu)。微納加工按技術(shù)分類,主要分為平面工藝、探針工藝、模型工藝。天津光電器件微納加工實(shí)驗(yàn)室
新一代微納制造系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求:能生產(chǎn)多種多樣高度復(fù)雜的微納產(chǎn)品。福建刻蝕微納加工工藝
隨著微電子、微機(jī)械、微光學(xué)、介入醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展,微型零件的需求量不斷增加。微注射成形作為一種微成型工藝,具有制品材料、幾何形狀和尺寸適應(yīng)性好、成本低、效率高,以及可連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn),因此越來(lái)越受到人們的重視,成為當(dāng)前研究的熱門(mén)課題。1985年,世界上第1臺(tái)專門(mén)用于加工微型塑件的注射裝置Micromelt在德國(guó)問(wèn)世,其它國(guó)家緊隨其后,先后開(kāi)發(fā)出了各種不同類型的微注塑成型機(jī),這為發(fā)展微注塑成型技術(shù)以及實(shí)際生產(chǎn)微小塑件都提供了強(qiáng)有力的支持和較有效的保證,微注塑成型技術(shù)進(jìn)入了發(fā)展的黃金時(shí)期。福建刻蝕微納加工工藝